O conceito de um sistema aeroespacial com um avião espacial em órbita tem uma série de qualidades positivas e, portanto, atrai a atenção. Por várias décadas, vários projetos de tais sistemas foram desenvolvidos, mas suas reais perspectivas permanecem em dúvida. Até o momento, apenas alguns desses projetos foram colocados em operação, e o futuro de toda a direção permanece em questão.
Os sucessos do passado
O conceito de um avião espacial em órbita prevê a criação de uma aeronave capaz de subir em órbita de forma independente ou utilizando um veículo lançador e, em seguida, retornar à Terra por meio de vôo aerodinâmico com pouso horizontal. Este método de voo oferece certas vantagens e, portanto, é do interesse da indústria espacial e de foguetes.
As principais potências começaram a trabalhar ativamente neste tópico nos anos cinquenta do século passado. Posteriormente, uma grande variedade de sistemas aeroespaciais (AKS) foram desenvolvidos usando diferentes aviões espaciais. Alguns desses projetos chegaram a experimentos em grande escala usando técnicas experimentais.
Ao mesmo tempo, a direção ainda não é muito bem-sucedida e desenvolvida. O número de amostras testadas é muito menor do que o número total de projetos propostos, e apenas um complexo atingiu a operação real.
A aeronave em órbita de maior sucesso é o Ônibus Espacial Americano. Em 1981-2011. Esses aparelhos realizaram 135 voos (2 acidentes), durante os quais centenas de toneladas de carga e dezenas de astronautas foram colocados em órbita e devolvidos à Terra. No entanto, este programa não resolveu o problema de redução do custo de retirada e recuperação da carga útil, e também se revelou excessivamente complicado. Além disso, no início do décimo ano, os aviões espaciais haviam esgotado seus recursos e a construção de novos revelou-se inadequada.
Em nosso país, os trabalhos em aviões espaciais pararam em fase de testes. Assim, nos anos setenta e oitenta, foi realizado um extenso programa de testes de bancada e de vôo dos dispositivos da série BOR, incl. com acesso à órbita. Em 1988, a espaçonave "Buran" fez seu único vôo espacial. Outros projetos domésticos não avançaram além dos estágios iniciais.
Desenvolvimentos promissores
No início dos anos 2000, a The Spaceship Company e a Virgin Galactic testaram um avião espacial experimental SpaceShipOne. Mais tarde, com base neste produto, uma nova espaçonave SpaceShipTwo foi desenvolvida, capaz de levantar pequenas cargas até o limite inferior do espaço sideral. Devido a tais restrições, o avião espacial é considerado apenas um meio de transporte para turistas espaciais ou uma plataforma para algumas pesquisas.
Em 2018-19. experimentou a SpaceShipTwo em dois voos ascendeu a uma altitude de mais de 80 km. Novos voos estão previstos após a conclusão da modernização e preparação do navio existente para operação comercial. Também estão em construção dois novos aviões espaciais de "aparência serial". Quando a SpaceShipTwo chegará ao uso comercial não está claro. O projeto tem enfrentado repetidamente o problema do adiamento, e essa tendência pode continuar no futuro.
Mais bem-sucedido e promissor é o projeto Dream Chaser da Sierra Nevada Corp. Ele propõe a construção de um AKS com um veículo de lançamento e um avião espacial capaz de ascender às órbitas baixas da Terra. Dream Chaser está sendo desenvolvido principalmente para trabalhar com a Estação Espacial Internacional; ele terá que entregar pessoas e carga à órbita e retornar à Terra. A carga útil estimada chegará a 5 toneladas, o tempo de vôo não será mais do que algumas horas.
Até o momento, testes de solo e de vôo foram realizados usando dois aviões espaciais experimentais. O primeiro vôo está planejado para 2022 usando o veículo de lançamento Vulcan Centaur padrão. Em seguida, ocorrerá um lançamento de teste para a ISS. Até o final da década, está planejado o início da operação plena deste AKS com voos regulares com uma ou outra carga a bordo. Até que ponto esses planos são realistas não está claro. Segundo a NASA, Sierra Nevada enfrenta vários desafios que, no mínimo, dificultam a preparação para voos.
Testes orbitais
Desde o início dos anos 2000, um avião espacial promissor foi desenvolvido pela Força Aérea dos EUA, DARPA, NASA e Boeing. Os testes de vôo de um produto chamado X-37A começaram em 2006. Então, um dispositivo X-37B aprimorado foi criado, adequado para o lançamento em órbita. O projeto foi criado por ordem da Força Aérea e provavelmente tinha um propósito exclusivamente militar. Ao mesmo tempo, os dados exatos desse tipo ainda não foram divulgados.
O primeiro vôo orbital do experiente X-37B começou em abril de 2010 e durou 224 dias - até dezembro. Em seguida, ocorreram mais quatro voos, sendo que o último durou mais de 779 dias. Desde maio do ano passado, um dos dois protótipos está em órbita; a data de retorno e embarque é desconhecida. Talvez desta vez eles coloquem novamente o recorde de duração do vôo.
De acordo com várias estimativas e estimativas, o X-37B já está sendo usado pela Força Aérea dos Estados Unidos para missões no mundo real. O dispositivo realiza várias manobras e muda suas órbitas. Foi relatado que ele despeja a carga útil. Assim, o processo de desenvolvimento das capacidades técnicas de voo pode ser acompanhado por um trabalho real a favor do exército.
Em setembro de 2020, especialistas chineses lançaram o veículo de lançamento Changzheng-2F com uma espaçonave reutilizável promissora. Este último entrou na órbita da Terra baixa e, provavelmente, começou a realizar as tarefas atribuídas. Nenhum detalhe do projeto AKC chinês foi divulgado. Mesmo a classe do aparelho resultante permanece desconhecida.
De acordo com fontes estrangeiras, o primeiro navio reutilizável da China é semelhante em arquitetura e aparência ao americano X-37B e deve ter recursos semelhantes. Este produto, supostamente, é feito na forma de um avião com asa delta de pequeno envergadura e massa não superior a 8 toneladas. A gama de tarefas a serem resolvidas e o âmbito de aplicação são desconhecidos. A China ainda não divulgou os detalhes de seu projeto.
Problemas de direção
Apesar de todos os esforços, a direção do AKS com uma aeronave em órbita teve até agora apenas um sucesso limitado. Em um futuro próximo, a situação pode mudar - mas o tempo e os resultados dos processos atuais ainda estão em questão. Uma série de fatores e dificuldades característicos que os foguetes e a indústria espacial têm de enfrentar levaram a esse estado de coisas.
O principal problema dos aviões espaciais é a complexidade de sua criação. Os projetistas precisam combinar as características específicas da tecnologia orbital e do vôo aerodinâmico, levando em consideração as cargas características na estrutura. Isso geralmente requer o desenvolvimento de novas tecnologias e componentes. O custo da obra aumenta proporcionalmente.
Os projetos de aviões espaciais propostos ainda não podem competir com foguetes e sistemas espaciais de outras classes. Navios e veículos de lançamento existentes são capazes de entregar cargas úteis diferentes para órbitas diferentes - o cliente pode escolher o sistema ideal. Os aviões espaciais dos tipos propostos ainda não podem fornecer tal flexibilidade de uso. Para isso, é necessário concluir o desenvolvimento dos projetos atuais e criar novas amostras com características diferentes.
Finalmente, as perspectivas da direção são negativamente afetadas pela conjuntura geral da indústria de foguetes e espacial. Os maiores sucessos são mostrados pelos projetos americanos e chineses criados por ordem das Forças Armadas e com seu apoio direto. Desenvolvedores comerciais com projetos proativos e até mesmo grandes organizações como a NASA ainda não são capazes de fornecer de forma independente a criação rápida e de alta qualidade de sistemas com os recursos desejados.
Devido a limitações objetivas e várias dificuldades, o desenvolvimento de sistemas aeroespaciais com aviões espaciais até agora pode se orgulhar de realizações limitadas. A maioria dos projetos desse tipo ficou para a história sem resultados reais, e a maior parte dos desenvolvimentos atuais ainda não saiu do estágio de teste. No entanto, o interesse pelo tema permanece e estimula a continuação do trabalho. Pode-se presumir que no futuro a situação mudará gradualmente e novos modelos de aeronaves orbitais serão colocados em serviço. No entanto, análogos do antigo ônibus espacial com as mesmas dimensões e carga útil, muito provavelmente, não aparecerão nos próximos anos.
